动物无害化废水处理系统方案标准版.docx

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动物无害化废水处理系统方案标准版

一、废水水质及处理要求

1.1企业废水来源

废水包括污冷凝水、设施冲洗排水、地面冲洗排水、废气处理设施排水、生活污水等。

（1）污蒸汽冷凝水

本项目处理的动物尸体构成主要由水、血液、骨骼、蛋白质、脂肪、肌肉等构成。

死亡动物经破碎后由螺旋输送机送入高温灭菌脱水反应釜内高温化制，反应釜在温度≥140℃、压力≥0.5MPa的条件下运行6h/釜，该过程会有水蒸气产生。

由于高温化制过程不需加入水混合物料，反应釜中的水全部为动物身体中的水、血液等，动物油脂的沸点一般在180℃~200℃，高于化制烘干温度，但动物油脂为混合物，各成分的沸点高低不同，在化制烘干过程中油脂沸点较低的成分会成为气体形式与恶臭气体随着蒸发的水蒸气带出，因此该部分废水中含有一定的油分。

本项目实施后，设计日处理死禽畜物料量10t/d，年设计处理量3000t/a，根据物料平衡可知，进入污水处理站的污蒸汽冷凝水量约为3.5/（单釜5吨）。

根据美国农业部研究报告和我公司多家动物无害化处理子公司的实测数据，污蒸汽冷凝水中污染因子主要污染物为CODCr、BOD5、NH3-N、动物油等，各污染物浓度如下：

COD浓度约为1300-1700mg/L、BOD5浓度约为603-630mg/L、NH3-N浓度约为200-350mg/L、动植物油浓度约为200mg/L。

（2）设备冲洗废水

根据设计资料，撕裂破碎机、反应釜、螺旋输送机、渗滤槽以及压榨机等设备运行后均需清洗，其中撕裂破碎机、反应釜每次运行后均需清洗，螺旋输送机、渗滤槽、压榨机每台设备每两天清洗一次，清洗时采用新鲜蒸汽冷凝形成的凝结洁净热水。

每次1.6t/次。

（3）地面冲洗废水

根据设计资料，无害化处理车间地面需定期冲洗，平均每天冲洗地面2次，耗水量为0.5L/m2。

生产车间面积约400m2，则地面冲洗废水量为0.4t/d。

本项目动物尸体直接进入撕裂破碎机，再通过密闭螺旋输送机送至高温灭菌脱水反应釜进行处理，整个无害化处理过程全部为机械式密闭输送，始终处于密封状态，基本无废水、物料等洒落地面，因此地面冲洗水污染物浓度较低，类比同类企业，COD浓度约为350mg/L、SS浓度约为50mg/L、NH3-N浓度约为35mg/L。

（4）运输车辆清洗废水

运输车辆进入厂区后先进行消毒处理，再采用高压水枪冲洗后出厂。

本项目实施后，动物尸体设计处理量为10t/d，每天每辆运输车辆清洗次数2-3次。

车辆采用高压水枪冲洗，每次清洗用水量按100L/辆•次计，则本项目车辆清洗用水量为0.5t/d，主要污染物COD浓度为300mg/L、NH3-N浓度约为30mg/L、SS浓度为350mg/L。

（5）生活污水

本项目劳动定员10人，全年工作300天。

根据建设单位提供的资料，员工生活用水量按50L/人•天计，则员工生活用水量约为0.5t/d，污水排放量为0.5t/d，主要污染物产生浓度为pH：

6～9、COD：

250mg/l、BOD5：

150mg/l、SS：

300mg/l、NH3-N：

40mg/l、动植物油：

40mg/l。

1.2设计进水水质

根据厂家提供的废水水样数据，废水水质如下：

表3-1项目进水水质及污染物排放情况

序号

废水名称

产生工段

排放规律

产生量

污染物名称

处理措施

m³/d

m³/a

PH

COD

NH3-N

SS

动物油脂

mg/L

t/a

mg/L

t/a

mg/L

t/a

mg/L

t/a

W1

污蒸汽冷凝水

化制

连续排放

7

2100

6~8

1680

3.528

380

0.798

300

0.63

200

0.42

各有后经厂区污水处理站处理后回用

W2

设备清洗废水

设备冲洗

定期排放

1.6

240

6~9

600

0.144

50

0.012

300

0.072

80

0.0192

隔油后经厂区污水处理站处理后回用

W3

运输车辆冲洗废水

车辆冲洗

定期排放

0.5

150

6~9

300

0.045

30

0.0045

350

0.0525

60

0.009

经厂区污水处理站处理后回用

W4

地面冲洗废水

地面冲洗

定期排放

0.4

34.4

6~9

350

0.012

35

0.0012

50

0.01204

20

0.00069

W5

生活污水

办公生活

连续排放

0.5

150

6~9

350

0.0525

40

0.006

300

0.045

40

0.006

合计

生活废水加权平均（产生情况）

——

1.3设计出水排放标准

污水经处理后达到具体指标如下：

表3-2出水水质指标（回用或直排）

序号

污染物

数值（mg/L）

1

CODcr

≤50mg/L

2

BOD5

≤20mg/L

3

SS

≤10mg/L

4

PH

6.0~9.0

5

氨氮

≤15mg/L

表1-2出水水质指标（排管网）

序号

污染物

数值（mg/L）

1

CODcr

≤300mg/L

2

BOD5

≤50mg/L

3

SS

≤30mg/L

4

PH

6.0~9.0

5

氨氮

≤30mg/L

二、废水处理工艺描述

2.1水质特性

对于给定浓度范围的废水，合理的技术方案取决于原水性质分析、处理效果要求和经济效益分析。

其中原水水质特性是决定废水处理工艺的基础，本工程中待处理废水水质主要有以下几个特征：

2.1.1从进水水质和排放水的要求来看，污染因子主要为CODcr、BOD、SS、氨氮以及挥发性有机物VOCs；

2.1.2综合废水的可生化性一般（B/C=0.335），主要考虑去除CODcr、氨氮、VOCs（臭味）。

2.2处理工艺确定及处理工艺流程图

对含有上述成分的高浓度有机废水的处理，目前多采用以生物法为

主的处理工艺。

在众多生化处理技术中，活性污泥法是我国畜禽加工废水处理中应用最普遍且最成熟的方法；根据相关资料调研及结合公司所开展的项目经验以及生产企业所在地对污水排放标准要求的不一样的现实情况，对该类废水确定了如下处理工艺：

本废水处理项目设计的基本思路为：

首先废水通过气浮机，通过加药、曝气，使气浮池水面上的浮渣积聚到一定厚度以后，由刮沫机刮入气浮机污泥槽后排出。

臭氧催化氧化工艺去除废水中的部分COD，利用臭氧使污水中的难生物降解的有机物环状分子或长链分子部分断裂，使大分子物质变成小分子物质，进而改变难生物降解的有机物的结构，转化为易于生物降解的物质，提高废水的可生化性。

对于废水中含有大量悬浮和胶体颗粒物质采用吸附再生活性污泥工艺对其吸附凝聚代谢分解，净化水质，然后通过“AMBBR+两级MBBR+MBR”（MBBR-MBR组合工艺在保证污染物去除效果的前提下可有效减缓MBR膜污染，抗冲击，稳定性更好）组合工艺保证废水处理指标达到一级A出水标准要求。

中水用于生产或用于农田灌溉。

根据上述分析，提出如下废水处理工艺路线：

采用预处理+“AMBBR+OMBBR1+OMBBR2+MBR”组合工艺，即预处理+移动床生物膜缺氧反应器+两级移动床生物膜好氧反应器+膜生物反应器组合工艺处理的技术路线。

2.3处理工艺描述：

2.3.1调节池

废水首先进入隔油沉淀罐，隔油沉淀罐的主要作用为去除污水中的油脂并回收利用。

2.3.2溶汽式气浮机

污水经加药反应后的污水进入气浮的混合区，与释放后的溶气水混合接触，使絮凝体粘附在细微气泡上，然后进入气浮区。

絮凝体在气浮力的作用下浮向水面形成浮渣，下层的清水经集水器流至清水池后，一部分回流作溶气水使用，剩余清水通过溢流口流出。

气浮池水面上的浮渣积聚到一定厚度以后，由刮沫机刮入气浮机污泥槽后排出。

排出后的浮渣经收集后通入臭氧进行氧化，排入到化制机，回收。

2.3.3异味生物洗涤系统

异味生物洗涤系统工艺采用“微生物”降解技术，利用生长在滤料上的微生物对大部分挥发性的有机物进行降解，净化率可达98-99%。

以全年运行，每天连续运行24 h，其处理过程不产生二次污染。

2.3.4臭氧催化氧化反应器

通过臭氧催化氧化工艺去除废水中的部分COD，利用臭氧使污水中的动物油脂以及有毒、难生物降解的有机物环状分子或长链分子部分断裂，使大分子物质变成小分子物质，进而改变难生物降解的有机物的结构，转化为易于生物降解的物质，提高废水的可生化性。

2.3.5吸附再生活性污泥工艺

对于废水中含有的悬浮、胶体、颗粒物质采用活性污泥对其吸附凝聚代谢分解，净化水质。

吸附单元不仅可以吸附回收进水中的有机碳源，还对维持后续单元的进水稳定性起到了重要作用。

2.3.6水解酸化池

水解酸化生物处理工艺出现于20世纪80年代。

该工艺不具有厌氧消化过程中对环境条件严格要求，及降解速度较慢的甲烷发酵阶段，将系统控制在缺氧状态下的水解酸化阶段。

其原理是通过水解菌、产酸菌释放的酶促使水中难以生物降解的大分子物质发生生物催化反应，具体表现为断链和水溶，微生物则利用水溶性底物完成胞内生化反应，同时排出各种有机酸。

水解酸化过程能将废水中的非溶解态有机物截留并逐步转变为溶解态有机物，一些难于生物降解大分子物质被转化为易于降解的小分子物质如有机酸等，从而使废水的可生化性和降解速度大幅度提高，以利于后续好氧生物处理。

因此，后续的好氧生物处理可在较短的水力停留时间内达到较高的COD去除率。

⑴水解池的启动通过调整水力停留时间利用水解、产酸与甲烷菌生长速度的不同。

利用水的流动造成甲烷菌在反应器中难于繁殖的条件。

省去了气体回收部分。

⑵具有较好的抗有机负荷冲击能力。

⑶水解过程可改变污水中有机物形态及性质有利于后续好氧处理。

水解、产酸阶段的产物主要为小分子的有机物，可生物降解性一般较好。

因此水解池可以改变原污水的可生化性，从而减少反应时间和处理的能耗。

⑷对固体有机物的降解可减少污泥量，其功能于消化池一样。

工艺仅产生很少的难厌氧降解的剩余污泥，故能实现污水、污泥同时处理，不需要经常加热的中温消化池。

⑸池子不需要密闭，不需要搅拌器，不需要水、气、固三相分离器，降低了造价和便于维护。

⑹由于反应控制在第二阶段完成前，出水无厌氧发酵的不良气味。

2.3.7移动床生物膜反应器

MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。

由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。

载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。

另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。

MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。

与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。

流化床生物膜反应器工艺（MBBR）技术的关键在于研究开发了比重接近于水，轻微搅拌下易于随水自由运动的生物填料，它具有有效比表面积大，适合微生物吸附生长的特点，适用性强，应用范围广，既可用于有机物去除，也可用于脱氮除磷。

MBBR生物膜工艺特点：

1.容积负荷高，容积负荷取决于生物填料的有效比表面积。

不同填料的比表面积相差很大。

填料比表面积可以从200平方米/立方米到1200平方米/立方米填料体积的范围内变化，以适应不同的预处理要求和应用情况。

2.耐冲击性强，性能稳定，运行可靠：

冲击负荷以及温度变化对流动床TM工艺的影响要远远小于对活性污泥法的影响。

当污水成分发生变化，或污水毒性增加时，生物膜对此的耐受力很强。

3.搅拌和曝气系统操作方便，维护简单：

曝气系统采用穿孔曝气管系统，不易堵塞。

搅拌器采用具有香蕉型搅拌叶片，外形轮廓线条柔和，不损坏填料。

整个搅拌和曝气系统很容易维护管理。

4.生物池无堵塞，生物池容积得到充分利用，没有死角：

由于填料和水流在生物池的整个容积内都能得到混合，从根本上杜绝了生物池的堵塞可能，因此，池容得到完全利用。

2.3.8膜生物反应器

膜生物反应器MBR（MembraneBio-reactor）是二十世纪末发展起来的新技术，它是膜分离技术和活性污泥生物技术的结合。

它不同于活性污泥法，不使用沉淀池进行固液分离，而是使用管式平板膜替代沉淀池，因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零。

污水处理后可直接回用，在污水处理方面具有传统工艺不具备的优点。

MBR处理工艺结合了生化处理和膜分离技术，并且取代了二沉池进行固液分离，与传统的生化处理比较有如下优点：

Ø能够高效地进行泥水分离，出水水质良好、稳定，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用。

Ø膜的高效截流作用，使微生物完全截流在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定。

Ø反应器内的微生物浓度高，可达10,000毫克/升以上，生化效率高，耐冲击负荷强。

Ø可控制较长的SRT，有利于增殖缓慢的硝化菌的截流、生长和繁殖，氨氮去除率高。

Ø膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，有利于专性菌的培养，大大提高了难降解有机物的降解效率,COD去出率高。

Ø遭受负荷或毒性物质冲击发生污泥膨胀时，细菌不会随水流失，当来水水质正常后，系统可快速恢复正常工作。

Ø泥龄泥龄长，剩余污泥少，大大减小污泥处理费用和二次污染。

Ø污泥浓度高，容积负荷高，占地面积小。

水质指标

COD（mg/L）

氨氮（mg/L）

气浮机

进水水质

2000

380

出水水质

1400

266

去除率

30%

30%

异味生物洗涤系统

进水水质

1400

266

出水水质

1330

106

去除率

5%

60%

臭氧催化氧化反应器

进水水质

1330

106

出水水质

931

106

去除率

30%

—

活性污泥吸附反应器

进水水质

931

106

出水水质

418

100

去除率

55%

5%

水解酸化反应器

进水水质

418

100

出水水质

405

97

去除率

3%

3%

一级好氧移动床生物膜反应器

进水水质

405

97

出水水质

141

33

去除率

65%

65%

二级好氧移动床生物膜反应器

进水水质

141

33

出水水质

56

13

去除率

60%

60%

MBR膜生物反应器

进水水质

56

13

出水水质

28

4.6

去除率

50%

65%